Noi tipuri de materiale avansate obținute prin modificarea chimică a unor matrici polimere și evaluarea performanțelor lor în calitate de adsorbanți

Abstract

Fenolul și derivații acestuia prezenți în apele reziduale prezintă un grad ridicat de toxicitate asupra omului și a mediului înconjurător. Din acest motiv e necesar să se găsească metode eficiente de îndepărtare a acestor compuși din apele reziduale și din pânza freatică. Pentru tratarea apelor uzate ce conțin fenoli există mai multe metode convenționale, printre care se numără osmoza inversă, procesele anaerobice, aplicații combinate ale proceselor de flotație și coagulare, decolorare și oxidare, extragere cu solvenți, etc.. Printre metodele folosite în tratarea apelor uzate fenolice, procesul de "adsorbție" este considerat mai bun datorită simplității sale, ușurinței de utilizare și confortului pe care îl oferă. Prețul de cost ridicat al substanțelor absorbante, în principal al cărbunelui activ folosit pe scară largă ca adsorbant al derivaților fenolici și al cationilor de metale grele din apele uzate, precum și epuizarea materiilor prime din care se obține acesta, a determinat orientarea cercetărilor spre găsirea de noi materiale adsorbante mai ieftine și mai performante. Scopul principal al acestei teze de doctorat este obținerea unor materiale polimerice avansate, cu costuri cât mai reduse, care să poată fi folosite ca adsorbanți precum și găsirea unor metode pentru diminuarea concentrației fenolului și a derivaților acestuia din ape reziduale cu conținut de derivați fenolici care depășește concentrația maximă admisă de normativele europene și internaționale. Un al doilea obiectiv al cercetărilor experimentale a fost studiul posibilității de utilizare a unor matrici polimere funcționalizate prin reacții polimer analoge de introducere a unor grupări pendante conținând fosfor, cu funcționalitate omologă schimbărilor de ioni sau comportare de agenți de chelatizare, pentru îndepărtarea unor ioni metalici care determină o toxicitate ridicată a apelor. în prezenta teză de doctorat au fost preparate 6 noi tipuri de materiale avansate de tipul matricilor polimere pe bază de copolimeri stiren-divinilbenzen funcționalizați cu grupări de tip acid-amino fosfonic și respectiv cu grupări olefinice și au fost testați ca adsorbanți pentru îndepărtarea fenolului și a derivaților alchilați ai acestuia din soluții apoase. Au mai fost testați în privința evaluării performanțelor ca materiale adsorbante pentru adsorbția fenolului și a derivațiilor acestuia, alți 4 adsorbanți polimeri funcționalizați cu grupări de tip aminofosfat, S-a demonstrat că toți adsorbanții studiați sunt eficienți pentru îndepărtarea derivaților fenolici din soluții apoase. De asemenea, au fost preparate și caracterizate 4 tipuri de noi adsorbanți de tip gel, stiren 1%-divinilbenzen funcționalizați cu grupări de tip acid aminofosfonic și respectiv acid aminofosfinic și 2 noi tipuri de adsorbanți macroporoși stiren-15%divinilbenzen funcționalizați cu grupări de tip acid aminofosfonic. Aceștia au fost testați ca adsorbanți pentru îndepărtarea ionilor de metale bivalente Cu(II) și Ni(II) din soluții apoase și s-au dovedit a fi eficienți în acest sens.